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Ⅰ. 化学反应原理及物质结构基础1

第一章 化学反应速率1

1.1 化学反应速率的表示方法1

1.2 反应机理3

1.2.1 基元反应3

1.2.2 反应的活化能4

1.3 影响反应速率的因素7

1.3.1 浓度对反应速率的影响7

1.3.2 温度对反应速率的影响9

1.3.3 催化剂对反应速率的影响11

1.3.4 影响多相反应速率的因素14

习题14

第二章 化学反应中的能量关系16

2.1 基本概念16

2.2 能量守恒定律18

2.3 化学反应中的热效应19

2.3.1 恒容反应热19

2.3.2 恒压反应热——焓（H）和焓变（△H）20

2.3.3 化学反应热效应的计算22

2.4 化学反应的方向26

2.4.1 自发过程和反自发过程26

2.4.2 化学反应自发进行方向的判据——吉布斯自由焓变（△G）27

2.4.3 熵（S）和熵变（△S）29

2.4.4 Gibbs-Helmholtz方程在化学反应中的应用31

习题34

第三章 化学平衡37

3.1 化学平衡的特征37

3.2 平衡常数38

3.2.1 理想气体状态方程和分压定律38

3.2.2 化学平衡常数39

3.2.3 多重平衡规则41

3.3 有关化学平衡的计算42

3.3.1 平衡常数的计算42

3.3.2 化学平衡组成及转化率的计算43

3.4 化学平衡的移动46

3.4.1 浓度（或分压）变化对化学平衡的影响46

3.4.2 总压力变化对化学平衡的影响47

3.4.3 温度变化对化学平衡的影响49

习题50

第四章 原子结构和元素周期表54

4.1 氢原子光谱和微观粒子运动的特殊性54

4.1.1 氢原子光谱和原子轨道能级54

4.1.2 微观粒子运动的波粒二象性56

4.2 现代结构理论对氢原子核外电子运动状态的描述58

4.2.1 薛定谔方程简介58

4.2.2 原子轨道和电子云59

4.2.3 量子数的意义60

4.2.4 原子轨道和电子云的图象63

4.3 多电子原子结构和周期表66

4.3.1 多电子原子的轨道能级图66

4.3.2 原子核外电子排布的一般规律70

4.3.3 原子的电子层结构与周期表的关系74

4.4 原子结构及性质变化的周期性76

4.4.1 有效核电荷的周期性76

4.4.2 原子半径77

4.4.3 电离能78

4.4.4 电子亲合能80

4.4.5 元素的电负性81

复习思考题82

习题82

第五章 化学键与分子结构85

5.1 离子键和离子的结构特征85

5.1.1 离子键的形成和特征85

5.1.2 离子的结构特征86

5.2 简单共价化合物的结构87

5.2.1 键参数88

5.2.2 价键理论89

5.2.3 共价分子的空间构型92

5.2.4 键的极性和分子的极性99

5.2.5 分子轨道理论（MO法）100

5.3 配位化合物的结构106

5.3.1 配位化合物及其组成106

5.3.2 配位化合物的空间构型109

5.3.3 配位化合物的价键理论111

5.4 分子间力和氢键114

5.4.1 分子的极化与分子间力114

5.4.2 氢键116

复习思考题118

习题118

第六章 无机固体的结构与性能121

6.1 无机固体的类型121

6.1.1 基本概念121

6.1.2 非晶态固体121

6.1.3 晶体的特征及分类122

6.2 晶体123

6.2.1 离子晶体123

6.2.2 晶格能125

6.2.3 原子晶体126

6.2.4 分子晶体126

6.2.5 金属晶体127

6.2.6 混合型晶体127

6.3 晶体缺陷128

6.3.1 整比缺陷128

6.3.2 非整比缺陷129

6.4 电性质和能带理论130

6.4.1 能带理论简介130

6.4.2 导体、半导体及绝缘体131

6.4.3 超导体132

6.5 磁性和颜色133

6.5.1 顺磁性与抗磁性133

6.5.2 无机固体的颜色134

6.6 离子极化对无机固体的影响135

6.6.1 离子的极化力和变形性135

6.6.2 离子极化作用对化学键性质的影响136

6.6.3 离子极化作用对晶格及晶体类型的影响136

复习思考题137

习题138

Ⅱ.溶液中的化学反应140

第七章 质子转移反应140

7.1 质子酸、碱的基本概念140

7.2 酸碱反应——质子转移反应141

7.3 水溶液中酸碱平衡的计算144

7.3.1 水的离子积和溶液的pH标度145

7.3.2 弱分子酸碱平衡（一元弱酸、弱碱的电离）146

7.3.3 多质子酸碱平衡（多元酸的逐级电离）150

7.3.4 离子酸碱平衡（盐类水解）152

7.3 5 酸和碱的相对强弱155

7.4 同离子效应和缓冲溶液156

7.4.1 同离子效应156

7.4.2 缓冲溶液——同离子效应的应用157

习题159

第八章 沉淀反应162

8.1 难溶电解质沉淀的生成和溶解162

8.1.1 溶度积（Ksp）163

8.1.2 溶度积和溶解度的相互换算164

8.1.3 溶度积规则166

8.2 同离子效应和盐效应168

8.2.1 同离子效应168

8.2.2 盐效应170

8.3 分步沉淀和沉淀转化172

8.3.1 分步沉淀172

8.3.2 沉淀转化173

8.4 沉淀反应的应用174

习题179

第九章 电子转移反应181

9.1 基本概念181

9.1.1 氧化值181

9.1.2 半反应和氧化还原电对182

9.1.3 氧化还原反应方程式的配平183

9.2 原电池和电极电势186

9.2.1 原电池186

9.2.2 电极电势187

9.2.3 标准电极电势及其实验测定188

9.2.4 影响电极电势的因素——能斯特方程及其应用191

9.3 氧化还原平衡195

9.4 元素电势图及其应用198

9.4.1 应用元素电势图判断歧化反应能否进行198

9.4.2 求算电对的标准电极电势199

9 5 电解200

9.5.1 原电池和电解池200

9.5.2 电解产物的判断201

习题203

第十章 电子共享反应206

10.1 路易斯酸碱电子论206

10.1.1 路易斯酸、碱概念206

10.1.2 路易斯酸碱反应的类型206

10.2 过渡金属配合物的形成及其稳定性209

10.2.1 配合物的形成209

10.2.2 配合物在溶液中的稳定性210

10.3 应用稳定常数的计算213

10.3.1 判断配位反应进行的方向213

10.3.2 计算配合物溶液中各离子浓度213

10.3.3 比较配离子在溶液中的稳定性214

10.3.4 计算难溶盐的配位溶解215

10.3.5 计算含配离子电对的标准电极电势216

10.4 硬软酸碱原则（HSAB）217

习题220

Ⅲ.元素化学223

第十一章 主族元素（一）223

11.1 主族元素概述223

11.1.1 周期表中金属与非金属的分界线223

11.1.2 主族元素的氧化态224

11.1.3 主族元素的成键特征225

11.1.4 不规则的第二周期225

11.2 主族元素的单质227

11.2.1 单质的物理性质227

11.2.2 单质的化学性质230

11.2.3 主族元素单质的结构233

11.2.4 主族元素单质的制备236

11.2.5 稀有气体238

11.3 主族元素氢化物239

11.3.1 氢及氢能源239

11.3.2 主族元素氢化物242

11.4 主族元素卤化物251

11.4.1 卤化物的结构、物性及递变规律251

11.4.2 卤化物的化学性质254

11.4.3 卤化物的制备257

11.5 主族元素氧化物258

11.5.1 氧化物的组成、结构与分类258

11.5.2 正常氧化物的生成259

11.5.3 正常氧化物的性质260

11.5.4 过氧化氢261

11.5.5 过氧化物、超氧化物和臭氧化物263

11.5.6 非金属氧化物与大气污染264

11.6 主族元素硫化物265

11.6.1 硫化氢与硫化物265

11.6.2 多硫化氢与多硫化物268

11.7 硼化物、碳化物和氮化物268

习题271

第十二章 主族元素（二）274

12.1 主族元素的氢氧化物275

12.1.1 主族元素氢氧化物的酸碱性——ROH经验规则275

12.1.2 碱的性质276

12.1.3 铝的氢氧化物277

12.2 卤素含氧酸及其盐279

12.2.1 次卤酸及其盐279

12.2.2 卤酸及其盐280

12.2.3 高卤酸及其盐282

12.3 硫的含氧酸及其盐283

12.3.1 亚硫酸及其盐283

12.3.2 连二亚硫酸钠285

12.3.3 硫酸及其盐285

12.3.4 硫代硫酸及其盐288

12.3.5 连硫酸及其盐289

12.3.6 过硫酸及其盐290

12.3.7 硫的含氧酸卤素衍生物290

12.4 氮族含氧酸及其盐291

12.4.1 氮的含氧酸及其盐291

12.4.2 磷的含氧酸及其盐295

12.4.3 砷、锑、铋的含氧酸及其盐299

12.5 碳、硅、锡、铅的含氧酸及其盐301

12.5.1 碳酸及其盐301

12.5.2 硅的含氧酸及其盐302

12.5.3 锡、铅的含氧酸及其盐305

12.6 硼的含氧酸及其盐307

12.6.1 硼酸307

12.6.2 硼酸盐308

12.7 含氧酸及其盐的某些性质309

12.7.1 含氧酸的强度309

12.7.2 含氧酸盐的溶解性311

12.7.3 含氧酸及其盐的热稳定性312

12.7.4 含氧酸及其盐的氧化还原性315

习题317

第十三章 过渡元素（一）321

13.1 过渡元素通性322

13.1.1 过渡元素的原子结构322

13.1.2 氧化态324

13.1.3 单质的物理性质325

13.1.4 金属的化学活性325

13.1.5 氧化物水合物的酸碱性327

13.1.6 非整比化合物327

13.1.7 磁性及颜色328

13.1.8 配位性与催化性325

13.2 配位化合物的晶体场理论简介329

13.2.1 中心离子d轨道在晶体场中的分裂330

13.2.2 八面体场中中心离子d电子的分布333

13.2.3 晶体场稳定化能（CFSE）334

13.2.4 配合物的颜色335

13.3 钛和钒337

13.3.1 钛337

13.3.2 钒341

13.4 铬分族344

13.4.1 概述344

13.4.2 铬的重要化合物346

13.4.3 钼和钨的重要化合物352

13.4.4 同多酸、杂多酸及其盐353

13.5 锰354

13.6 铁、钴、镍359

13.6.1 概述359

13.6.2 铁、钴、镍的重要化合物361

13.6.3 铁、钴、镍的配位化合物365

习题370

第十四章 过渡元素（二）373

14.1 铜分族元素373

14.1.1 铜分族元素通性373

14.1.2 铜和银的重要化合物375

14.2 锌分族元素382

14.2.1 锌分族元素通性382

14.2.2 锌分族元素的重要化合物384

14.3 含铬、镉、汞废水的处理原理388

14.3.1 含铬废水的处理原理389

14.3.2 含镉废水的处理原理389

14.3.3 含汞废水的处理原理390

习题390

第十五章 内过渡元素393

15.1 内过渡元素概述393

15.1.1 内过渡元素在自然界中的分布和存在状态393

15.1.2 电子层结构及氧化态394

15.1.3 原子半径和离子半径395

15.1.4 离子颜色396

15.1.5 化学活泼性397

15.1.6 放射性元素及核反应397

15.1.7 周期系展望399

15.2 镧系元素的重要化合物399

15.2.1 氧化物及氢氧化物399

15.2.2 盐类400

15.2.3 氢化物402

15.3 内过渡元素的配合物402

15.3.1 配位性能402

15.3.2 配位数403

15.3.3 水溶液中的稀土配合物403

15.4 稀土元素的分离403

15.5 稀土元素的应用405

习题406

习题答案407

附录410

附录一 本书采用的单位制410

附录二 基本物理常数411

附录三 常见物质的热力学数据（298.15K）412

附录四 难溶化合物溶度积常数（291～298K）419

附录五 标准电极电势（298K）421

附录六 配位化合物的命名426

附录七 一些常见配合物的稳定常数（293～298K）427